Введение к работе
Актуальность темы. Сорбенты на основе целлюлозы в последние годы все более широко применяются для решения прикладных задач в пищевой (сгущение продуктов и сорбция примесей), фармацевтической (как наполнители и стабилизаторы лекарственных препаратов) промышленности, медицине (энтеросорбция и гемодиализ). В практике аналитической химии используется целлюлоза с привитыми труппами в качестве хелатоообразукщих сорбентов для концентрирования и разделения элементов.
Целлюлозосодержащие материалы растительного происхождения оказались весьма перспективными для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Особый интерес вызывают набухающие (водорастворимые) полимеры как новые сорбционные материалы, способные эффективно извлекать токсичные и ценные металлы из промышленных стоков.
Традиционные сорбенты (активированные угли, силикагели, цеолиты и др.) все меньше используются в промышленных масштабах, прежде всего, из-за их высокой стоимости. Оптимизация,же сорбции с применением' значительной части упоминаемых в литературе более доступных целлюлозных материалов затруднена, так как они являются весьма сложными объектами для исследования кинетики и механизма целевого процесса, содержащими, помимо целлюлозной составляющей, много органических и неорганических примесей. , * . Изучение закономерностей сорбции металлов дешевыми и относительно простыми в структурном отношении целлюлозосодержащими материалами (эфирами целлюлозы) является, поэтому, актуальным, пос-' кольку представляет значительный научный интерес (если рассматривать эти материалы в качестве модельных соединений для последующего переноса полученных результатов на более сложные объекты)' и имеет несомненную практическую ценность (если иметь ввиду возможность, их непосредственного использования как поглотителей).
Цель работы - изучение закономерностей процессов извлечения переходных металлов [Zn(II),.Cd(II), Fe(II), Fe(III) и N1(11)1 из водных и водно-органических растворов электролитов, в том числе моделирующих сточные воды промышленных производств, с использованием в качестве сорбентов эфиров целлюлозы - натрийкарбоксиметил-целлюлозы (НаКМЦ). оксиэтилцеллюлозы (ОЭЦ), этилцеллюлозы (ЭЦ) и триацетатцеллюлозы (ТАЦ).
Научная новизна. Впервые проведены систематические исследования влияния различных факторов аа межфазное распределение переходных металлов в гетерогенной системе "целлюлозный полшер-вод-но-органический раствор электролита". Подучены количественные за-' кономерности и определены оптимальные условия сорбции ионов цинка, кадмия, железа и никеля из растворов с использованием эфиров целлюлозы. Показано, что эффективность сорбции существенно зави-висит от типа полимера, рН среды, присутствия и концентрации органического растворителя и нейтрального электролита. Предложена модель влияния физико-химических свойств среды на закономерности целевого процесса. Теоретически обоснован, разработан и запатентован способ извлечения ионов металлов из сточных вод.
Практическая ценность. Полученные результаты позволяют целенаправленно управлять протеканием сорбции ионов.переходных металлов, путем оптимизации условий извлечения - подбора компонентов раствора, из которого они поглощаются, и селективного полимерного сорбента. Эти результаты могут быть использованы при практическом осуществлении соответствующих процессов, в различных областях науки и отраслях промышленности,
Имеется акт производственных испытаний целлюлозных сорбентов (окснэтилцеллюлоза и триацетилцеллюлоза) на АО "Ивхимпром", в.котором зафиксирована высокая эффективность их применения для извлечения ионов меди, цинка и кадмия из промышленных стоков.
Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы, содержащиеся в диссертации, докладывались на 15-м Менделеевской съезде.по общей и прикладной химии (Минск, 1993). X Менделеевской дискуссии (С.-Петербург. 1993). конференции "Химия и применение неводных растворов" '(Иваново. 1993). Международных конферендаях "Состояние, и перспективы развития электротехнологии. IV Бенардо-совские. чтения" (Иваново, 1994) и "Проблемы сольватации и компле-ксообразования в растворах" (Иваново, 1995), региональной конференции "Актуальные проблемы химии, химической технологии и химического оборудования - "Химия-96" (Иваново, 1996).
Публикации. Результаты работы отражены в 10 публикациях, получен патент на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 2 глав и выводов. Общий объем - 175 страниц, включая 35 рисунков, П таблиц и библиографический список из 170 наименований.
